JP2001348392A - 不斉合成触媒用組成物を用いた不斉シアノシリル化物の製造法 - Google Patents
不斉合成触媒用組成物を用いた不斉シアノシリル化物の製造法Info
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Abstract
長させることなく不斉シアノシリル化物を製造する。 【解決手段】 従来の不斉合成用触媒組成物を用いて、
アルデヒドとトリメチルシリルシアニドにより不斉シア
ノシリル化反応を行う際、反応系内にプロトン源を添加
することにより、短時間で、高い単離収率、不斉収率で
不斉シアノシリル化物を得ることができる。
Description
ず不斉化合物を利用する分野全般に利用可能な不斉合成
用触媒組成物を用いた不斉シアノシリル化物の効率的な
製造法に関する。
活性ビナフトール類と塩化ジエチルアルミニウムとホス
フィンオキシド化合物を添加した不斉合成用触媒組成物
を調製し、これが不斉シアノシリル化反応の触媒として
有用であることを見出している。基質となるアルデヒド
の量を0.192mmolというごく少量用いた場合、
種々のアルデヒドから生成する不斉シアノシリル化物の
反応収率および不斉収率が良好であることを報告してい
る(J.Am.Chem.Soc.,1999,121,2641-2642)。しかしな
がら、この従来法を工業スケールに転用する場合、スケ
ールアップに伴い、反応速度が顕著に低下し、更には不
斉収率が低下するという問題点を有していた
ナフトール類と金属化合物とホスフィンオキシド化合物
を反応させて不斉合成用触媒組成物を調製し、この不斉
合成用触媒組成物存在下にアルデヒド及びトリメチルシ
リルシアニドを反応させて不斉シアノシリル化物を製造
する方法において、工業的規模にスケールアップした場
合でも、反応時間を延長させることなく、高い反応収率
および不斉収率で不斉シアノシリル化物を製造する方法
を提供することにある。
を解決すべく鋭意検討した結果、光学活性ビナフトール
類と金属化合物とホスフィンオキシド化合物を反応させ
て不斉合成用触媒組成物を調製し、この不斉合成用触媒
組成物、アルデヒド及びトリメチルシリルシアニドを含
む反応系内に、プロトン源を添加することにより、反応
時間を延長させることなく、不斉シアノシリル化物を満
足できる反応収率および不斉収率で得られることを見出
し、本発明を完成するに至った。
アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、シクロアル
キル基、アリール基、又はベンジル基を示し、二重結合
や三重結合を含んでいても構わない。)で表されるアル
デヒドを不斉合成用触媒組成物存在下、トリメチルシリ
ルシアニドと反応させて、下記式(2)
アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、シクロアル
キル基、アリール基、又はベンジル基を示し、二重結合
や三重結合を含んでいても構わない。)又は、下記式
(3)
アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、シクロアル
キル基、アリール基、又はベンジル基を示し、二重結合
や三重結合を含んでいても構わない。)で表される不斉
シアノシリル化物を製造する方法において、反応系内に
プロトン源を添加することを特徴とする不斉シアノシリ
ル化物を製造する方法に関するものである。
の不斉シアノシリル化反応に対して反応系内にプロトン
源が添加されていることを特徴としているものである。
従来の不斉シアノシリル化反応は、先に記載した文献に
詳細な調製法が記載されているように、無水条件におい
て、光学活性ビナフトール類と塩化ジエチルアルミニウ
ムとホスフィンオキシド化合物を添加して生成した不斉
合成用触媒組成物を使用している。
である光学活性ビナフトール類は、下記式(4)
合物としては、下記式(6)
子、希土類金属原子等を表し、Xは、ハロゲン原子、シ
アノ基等を表し、Yはアルキル基を表し、Zはアルコキ
シル基を表す。また、aは1〜10の整数を示し、b、
c、dは同時に0とならない0〜10の整数を示す。)
で表されるものが使用される。
lI、Me3 Al、 Et2 AlOEt、EtAlCl2、Me2 AlCl、Et2 AlC
N、TiCl4 、Ti(O-i-Pr)4 、Ti(O-t-Bu)4 、Ti(O-i-Pr)
2 Cl 2 、 TiCl(O-i-Pr)3 、Ti(O-n-Bu)4 、Ti(OEt)4 、
La(O-i-Pr)3 、Yb(O-i-Pr)3、Zr(O-t-Bu)4 、Zr(O-i-P
r)4 、 Zr(O-n-Pr)4 、Zr(O-t-Bu)4 、Sc(Tf)3 、Yb(T
f)3 、ZnI2 等を挙げることができる。
在下、アルデヒドおよびトリメチルシリルシアニドを用
いた不斉シアノシリル化反応系内にプロトン源を添加さ
せるものである。従来の不斉シアノシリル化反応系内に
プロトン源を添加しない系では、アルデヒドが0.19
2mmolの反応スケールでは不斉シアノシリル化反応
は満足する反応速度で進行するが、1mmol以上に反
応スケールを上げると反応時間が極端に延長する。この
現象に対して、反応系内にプロトン源を添加することに
より、反応時間を延長させることなく、不斉シアノシリ
ル化物を満足できる反応収率および不斉収率で得られる
ことができる。
ン源としては、水、青酸、アルコール、ビナフトール類
を挙げることが出来る。好ましいものとして、メタノー
ル、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブ
タノール、又はフェノールが挙げられる。プロトン源を
反応系内に添加する方法としては、トリメチルシアニド
と混合して添加する方法が好ましい。また、本発明にお
いて用いられるプロトン源の添加量は、アルデヒドに対
し、0.01mol%以上が好ましく、0.01〜20
mol%の範囲がさらに好ましい。
おいて使用する上記式(1)のアルデヒドとしては、ヘキ
サアルデヒド、ヘプタアルデヒドなどの炭素数1〜10
のアルキル基を持つものが挙げられ、アルキル基中に二
重結合や三重結合を含んでいても、アルキル基が分岐し
ていてもよい。またフェニル基、チエニル基、ピロリル
基、フリル基、ピロリジル基等の芳香環を有するアルデ
ヒドでもよい。さらに、シクロヘキシルアルデヒド等の
脂環式アルデヒドを挙げることができる。
有していてもよく、その置換基としては塩素原子、臭素
原子等のハロゲン原子、メチル基、エチル基等の低級ア
ルキル基、アルケニル基、アルキニル基、ニトロ基等、
またチエニル基、ピロリル基、フリル基、ピロリジル基
等の複素環基、フェニル基等の芳香族炭化水素基が挙げ
られる。
度は−100℃〜50℃の間が好ましい。特に−50℃
〜−30℃の範囲が反応収率、不斉収率の面から特に良
好である。
に溶媒中で実施されるが、不斉合成用触媒を変化させな
ければどのような溶媒を使用してもかまわない。具体的
には、THF、ジエチルエーテル、1,4−ジオキサン
等のエーテル系溶媒、塩化メチレン、クロロホルム、
1,1,1−トリクロロエタン及びモノクロロベンゼン
等のハロゲン系溶媒、トリフルオロベンゼン等のフッ素
系溶媒、ベンゼン、トルエン、n−ヘキサン及びn−ヘ
プタン等の炭化水素系溶媒、酢酸エチル、酢酸メチル等
の脂肪酸エステル類、ジメチルスルホキシド、N, N
−ジメチルホルムアミド等の極性溶媒を挙げることがで
きる。これらの溶媒は、単独もしくは2種類以上混ぜて
使用できる。
合成用触媒組成物存在下、トリメチルシリルシアニドと
アルデヒドとを反応させる反応系内にプロトン源を添加
してシアノシリル化物を生成するものである。反応収率
および不斉収率は直接シアノシリル化物を単離すること
により求めることができるが、不斉シアノシリル化反応
後、過剰に使用するトリメチルシリルシアニドを失活さ
せる際、同時にシアノシリル化物から変換され、該シア
ノシリル化物に対応するシアノヒドリン化物として単離
して反応収率および不斉収率を求めることもできる。さ
らには該シアノヒドリン化物を酸無水物等と反応される
ことにより、該シアノヒドリン化物のヒドロキシル基を
より安定なエステル体等へ誘導した後、反応収率および
不斉収率を求めることができる。
トリメチルシリルシアニドは、青酸の生成を避けるため
反応終了後、失活させることが好ましい。トリメチルシ
リルシアニドを失活させる際に用いる試薬としては酸、
塩基、水、フッ素化物等が考えられる。これらの試薬の
使用により、本不斉シアノシリル化反応によって生成す
るシアノシリル化物も同時に対応するシアノヒドリン化
物へ変換される場合がある。該シアノシリル化物の安定
性を考慮すると一般に酢酸、塩酸、硫酸等の酸による失
活が好ましい。
合成用触媒組成物の調製、実施例および比較例を用いて
詳細に説明する。なお、本実施例および比較例は、本発
明をなんら限定するものではない。また、実施例および
比較例における不斉収率は、HPLC(カラム;ダイセ
ル化学工業(株)製CHIRALPAK OD、溶離液;
ヘキサン/i−プロパノール)によって測定したもので
ある。
で6時間真空乾燥したトリブチルホスフィンオキシド
(基質アルデヒドに対して36mol%)をアルゴン雰
囲気下において塩化メチレンに溶解して0℃に冷却した
後、該溶液に対し、市販されている塩化ジエチルアルミ
ニウム(基質アルデヒドに対して9.5mol%)のヘ
キサン溶液を滴下して調製混合溶液を得る。さらに該混
合溶液をアルゴン雰囲気下において0℃に冷却し、50
℃で6時間真空乾燥した上記式(4) で表される光学活性
ビナフトール類(基質アルデヒドに対して9.0mol
%)の塩化メチレン溶液を滴下して1時間攪拌した後、
不斉合成用触媒組成物Aの調製を行った。
で6時間真空乾燥したジフェニルメチルホスフィンオキ
シド(基質アルデヒドに対して36mol%)をアルゴ
ン雰囲気下において塩化メチレンに溶解して0℃に冷却
した後、該溶液に対し、市販されている塩化ジエチルア
ルミニウム(基質アルデヒドに対して9.5mol%)
のヘキサン溶液を滴下して調製混合溶液を得た。さらに
該混合溶液をアルゴン雰囲気下において0℃に冷却し、
50℃で6時間真空乾燥した上記式(4) で表される光学
活性ビナフトール類(基質アルデヒドに対して9.0m
ol%)の塩化メチレン溶液を滴下して1時間攪拌した
後、不斉合成用触媒組成物Aの調製を行った。
さらに、同温度において、ヘプタアルデヒド0.148
mL(1.06mmol)を滴下し、メタノール4μL
(0.106mmol)を混合したトリメチルシリルシ
アニド0.170mL(1.27mmol)を24時間
かけて添加した後、−40℃で撹拌しながら反応させ
た。60時間後に−40℃にて3N塩酸2mLおよび酢
酸エチル2mLを加えた後、室温にて1時間攪拌するこ
とにより反応を終了させると同時にトリメチルシリルオ
キシ基をヒドロキシル基に変換した。続いて、塩化メチ
レンを用いて得られた生成物の抽出操作を行ない、該有
機層を飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥
させ、溶媒を減圧留去した後、フラッシュクロマトグラ
フィ(SiO2、ヘキサン/酢酸エチル=100/1
5)で精製し、(S)―2−ヒドロキシオクタニトリル
を得た。得られた化合物の単離収率は95%であった。
また得られた化合物を塩化メチレン中、塩化ベンゾイル
およびピリジンにてエステル体へと変換した後、不斉収
率を求めたところ、97%eeであった。
さらに、同温度において、ベンズアルデヒド0.966
mL(9.50mmol)を滴下し、メタノール19μ
L(0.475mmol)を混合したトリメチルシリル
シアニド1.52mL(11.4mmol)を添加後、
−40℃で撹拌しながら反応させた。96時間後に−4
0℃にて3N塩酸10mLおよび酢酸エチル10mLを
加えた後、室温にて1時間攪拌することにより反応を終
了させさせると同時にトリメチルシリルオキシ基をヒド
ロキシル基に変換した。続いて、塩化メチレンを用いて
得られた生成物の抽出操作を行ない、該有機層を飽和食
塩水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥させ、溶媒を
減圧留去した後、フラッシュクロマトグラフィ(SiO
2、ヘキサン/酢酸エチル=100/15)で精製し、
(S)―マンデロニトリルを得た。得られた化合物の単
離収率は96%であった。また得られた化合物を塩化メ
チレン中、クロロ炭酸エチルおよびピリジンにてエステ
ル体へと変換した後、不斉収率を求めたところ、不斉収
率は96%eeであった。
られた(S)―マンデロニトリルの単離収率は40%で
あった。また得られた化合物を塩化メチレン中、クロロ
炭酸エチルおよびピリジンにてエステル体へと変換した
後、不斉収率を求めたところ、不斉収率は86%eeで
あった。
外は実施例2と同様にして得られた(S)―マンデロニ
トリルの単離収率は95%であった。また得られた化合
物を塩化メチレン中、クロロ炭酸エチルおよびピリジン
にてエステル体へと変換した後、不斉収率を求めたとこ
ろ、不斉収率は86%eeであった。
て不斉シアノシリル化反応を行う本発明の方法によれば
反応時間を延長することなく、高い単離収率、不斉収率
で不斉シアノシリル化物を得ることができる。
Claims (6)
- 【請求項1】 下記式(1) 【化1】 (式中、R1は置換基を有しても良い炭素数1〜20の
アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、シクロアル
キル基、アリール基、又はベンジル基を示し、二重結合
や三重結合を含んでいても構わない。)で表されるアル
デヒドを不斉合成用触媒組成物存在下、トリメチルシリ
ルシアニドと反応させて、下記式(2) 【化2】 (式中、R1は置換基を有しても良い炭素数1〜20の
アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、シクロアル
キル基、アリール基、又はベンジル基を示し、二重結合
や三重結合を含んでいても構わない。)または、下記式
(3) 【化3】 (式中、R1は置換基を有しても良い炭素数1〜20の
アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、シクロアル
キル基、アリール基、又はベンジル基を示し、二重結合
や三重結合を含んでいても構わない。)で表される不斉
シアノシリル化物を製造する方法において、反応系内に
プロトン源を添加することを特徴とする不斉シアノシリ
ル化物の製造法。 - 【請求項2】 不斉合成用触媒組成物が下記式(4) 【化4】 で表される光学活性ビナフトール類と金属化合物とを反
応させて得られる不斉合成用触媒組成物であり、不斉シ
アノシリル化物が下記式(2) 【化5】 (式中、R1は置換基を有しても良い炭素数1〜20の
アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、シクロアル
キル基、アリール基、又はベンジル基を示し、二重結合
や三重結合を含んでいても構わない。)で表される化合
物である請求項1記載の不斉シアノシリル化物の製造
法。 - 【請求項3】 不斉合成用触媒組成物が式(5) 【化6】 で表される光学活性ビナフトール類と金属化合物とを反
応させて得られる不斉合成用触媒組成物であり、不斉シ
アノシリル化物が下記式(3) 【化7】 (式中、R1は置換基を有しても良い炭素数1〜20の
アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、シクロアル
キル基、アリール基、又はベンジル基を示し、二重結合
や三重結合を含んでいても構わない。)で表される化合
物である請求項1記載の不斉シアノシリル化物の製造
法。 - 【請求項4】 反応系内に添加するプロトン源が、水、
青酸、アルコール又はビナフトール類である請求項1乃
至3いずれか1項記載の不斉シアノシリル化物の製造
法。 - 【請求項5】 反応系内に添加するプロトン源が、メタ
ノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノー
ル、ブタノール、又はフェノールである請求項1乃至3
いずれか1項記載の不斉シアノシリル化物の製造法。 - 【請求項6】 反応系内に添加するプロトン源をトリメ
チルシアニドと混合して添加する請求項1乃至5いずれ
か1項記載の不斉シアノシリル化物の製造法。
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2000
- 2000-06-05 JP JP2000167305A patent/JP3844639B2/ja not_active Expired - Fee Related
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